Webb, yıldızlararası toz ve gazın karmaşık katmanlarını ortaya çıkarıyor

Bir zamanlar büyük bir yıldızın çekirdeği çökerek dışarı doğru patlayan bir şok dalgası yarattı ve yıldızı parçalara ayırdı. Şok dalgası yıldızın yüzeyine ulaştığında, delip geçerek kısa, yoğun bir X-ışınları ve çevredeki uzaya doğru ilerleyen ultraviyole ışık darbesi üretti. Yaklaşık 350 yıl sonra, bu ışık darbesi yıldızlararası malzemeye ulaştı, onu aydınlattı, ısıttı ve kızılötesi ışıkta parlamasına neden oldu.

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, kızılötesi parıltıyı gözlemledi ve ahşap damarlarının düğümlerine ve kıvrımlarına benzeyen ince ayrıntıları ortaya çıkardı. Bu gözlemler, gökbilimcilerin bu yıldızlararası toz ve gazın (yıldızlararası ortam olarak bilinir) gerçek 3 boyutlu yapısını ilk kez haritalandırmasına olanak tanıyor.

Bilim programının baş araştırmacısı Pasadena’daki Caltech/IPAC’tan Jacob Jencson, “Bu seviyedeki ayrıntıyı gördüğümüzde oldukça şok olduk” dedi.

Bilim ekibinin bir üyesi olan Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Josh Peek, “Katmanları bir soğan gibi görüyoruz” diye ekledi. “Gördüğümüz her yoğun, tozlu bölgenin ve göremediğimiz çoğu bölgenin içeriden böyle göründüğünü düşünüyoruz. Ancak daha önce hiç içlerine bakamamıştık.”

Ekip bulgularını bir basın toplantısında sunuyor. Amerikan Astronomi Topluluğu’nun 245. toplantısı Washington’da.

“Bir yıldız ölürken bile ışığı varlığını sürdürüyor; evrende yankılanıyor. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu fırlattığımızdan bu yana olağanüstü bir üç yıl geçti. Her görüntü, her keşif, yalnızca evrenin görkeminin değil, evrenin görkeminin de bir portresini gösteriyor. NASA ekibinin gücü ve uluslararası ortaklıkların vaadi, NASA’nın en büyük uluslararası uzay bilimi işbirliği olan bu çığır açan görev, NASA’nın yaratıcılığının, ekip çalışmasının ve mükemmellik arayışının gerçek bir kanıtıdır” dedi. NASA Yöneticisi Bill Nelson.

“Dünya çapında binlerce bilim insanı ve mühendisin yorulmak bilmeyen özverisiyle şekillenen bu anıtsal çabayı denetlemek ne büyük bir ayrıcalıktı. Bu son görüntü, Webb’in kalıcı mirasını, geçmişe açılan bir anahtar deliği ve ilham verecek bir misyonu güzel bir şekilde yansıtıyor. Gelecek nesiller.”

CT taraması yapmak

Webb’in NIRCam’inden (Yakın Kızılötesi Kamera) alınan görüntüler, ışık yankısı olarak bilinen bir olguyu vurgulamaktadır. Bir yıldız patladığında veya patladığında, çevredeki toz yığınlarına ışık saçarak onların sürekli genişleyen bir düzende parlamalarına neden olan bir ışık yankısı yaratılır. Görünür dalga boylarındaki ışık yankıları (V838 Monocerotis yıldızı çevresinde görülenler gibi), yıldızlararası malzemeden yansıyan ışıktan kaynaklanmaktadır. Bunun tersine, kızılötesi dalga boylarındaki ışık yankıları, tozun enerjik radyasyonla ısıtılıp daha sonra parıldaması sonucu ortaya çıkar.

Araştırmacılar, daha önce NASA’nın emekliye ayrılan Spitzer Uzay Teleskobu tarafından gözlemlenen bir ışık yankısını hedef aldılar. Bu, patlayan yıldızın kalıntıları olan Cassiopeia A süpernova kalıntısının yakınında görülen düzinelerce ışık yankısından biridir. Işık yankısı, yıldız patladığında fırlatılan malzemeden değil, Cassiopeia A’nın arkasındaki ilgisiz malzemeden geliyor.

Webb görsellerindeki en belirgin özellikler, sıkıca paketlenmiş sayfalardır. Bu filamentler, yaklaşık 400 astronomik birim veya bir ışık yılının yüzde birinden daha az olan oldukça küçük ölçeklerdeki yapıları göstermektedir. (Bir astronomik birim veya AU, ortalama Dünya-güneş mesafesidir. Neptün’ün yörüngesinin çapı 60 AU’dur.)

Peek, “Yıldızlararası ortamın bırakın tabaka benzeri olmasını, bu kadar küçük ölçekte yapılara sahip olduğunu bilmiyorduk” dedi.

Bu tabaka benzeri yapılar yıldızlararası manyetik alanlardan etkilenebilir. Görüntülerde ayrıca ahşap damarlarındaki düğümlere benzeyen yoğun, sıkı bir şekilde sarılmış bölgeler de görülüyor. Bunlar, yıldızlararası ortamı kaplayan daha düzenli manyetik alanların içine yerleştirilmiş manyetik “adaları” temsil ediyor olabilir.

Bilim ekibinin bir üyesi olan Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Armin Rest, “Bu, tıbbi CT taramasının astronomik eşdeğeridir” dedi. “Elimizde üç farklı zamanda alınan üç dilim var ve bu da gerçek 3 boyutlu yapıyı incelememize olanak sağlayacak. Bu, yıldızlararası ortamı inceleme şeklimizi tamamen değiştirecek.”

Gelecekteki çalışmalar

Ekibin bilim programı ayrıca Webb’in MIRI’sini (Orta Kızılötesi Enstrüman) kullanan spektroskopik gözlemleri de içeriyor. Işık yankısı geçtikçe nasıl geliştiğini gözlemlemek için ışık yankısını birkaç kez, haftalar veya aylar arayla hedeflemeyi planlıyorlar.

“Aynı toz parçasını yankı tarafından aydınlatılmadan önce, aydınlatılırken ve aydınlatıldıktan sonra gözlemleyebiliriz ve bazı moleküllerin veya hatta en küçük toz taneciklerinin yok olup olmadığı da dahil olmak üzere moleküllerin bileşimlerinde veya durumlarında herhangi bir değişiklik olup olmadığına bakmaya çalışabiliriz.” dedi Jencson.

Kızılötesi ışık yankıları da son derece nadirdir, çünkü kısa bir enerjik radyasyon darbesi ile belirli bir tür süpernova patlaması gerektirirler. NASA’nın yaklaşmakta olan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, Webb’in ayrıntılı olarak incelemesi için ek kızılötesi ışık yankılarının kanıtlarını bulabilecek galaktik düzlemde bir araştırma gerçekleştirecek.